Innovative Strategien bei Sepsis

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Innovative
Strategien bei Sepsis
Michael Bauer
Klinikum der Friedrich-Schiller-Universität
Jena
Sepsis – „unmet medical needs“
Sepsis – Fakten
Häufigkeit
•300Sterblichkeit 54 %
Schlaganfall
100
Herzinfarkt
•200ca. 140-160 Menschen sterben täglich
an den Folgen
AIDS
Brustkrebs
Sepsis
• Akutbehandlung: 1,72 Milliarden
50
Euro/Jahr („direkte Kosten“)
Neuerkrankungen pro 100.000 Einwohner/Jahr in Deutschland
Akute Phase / septischer Schock
+ 3 Wochen: Spätfolgen
Encephalopathie/ Polyneuropathie
1914
Eine Sepsis liegt dann vor, wenn sich
innerhalb des Körpers ein infektiöser Herd
gebildet hat, von dem aus Erreger streuen
und so in peripheren Organen eine
systemische Wirkung verursachen.
H. Schottmü
Schottmüller, Verhandl.
Verhandl. d. 31. Deutschen Kongresses fü
für Innere Medizin 1914; XXXI:257XXXI:257-280
von
Hugo Schottmüller
zu
Roger Bone
1895
„Coley‘s Cocktail“
- Sepsisinduktion als Tumortherapie
Sepsis
TBC
TU
William Coley
TU
1975
Sepsis und Tumor-Reduktion
- Synthese eines „Tumor Necrosis Factor“ bei Sepsis
Infektion
Infektion
Sepsis
Sepsis
Serum
i.v.
Sepsis
Lloyd Old, Sloan Kettering, New York
1985
Effekte von Tumor-Nekrose-Faktor (TNF)
- TNF = Mediator des septischen Schocks
TNF i.v.
- Hypotension
- Fieber
- DIC
- ARDS
- ARF
- MODS
Bruce Beutler, Scripps Research Institute,
La Jolla, California,
†
Septischer Schock
Trauma - Infektion - Sepsis - Schock:
ein sterotypes Reaktionsmuster (SIRS) ?
Infektion
Sepsis
Trauma / Ischämie
Organversagen
Host pattern recognition and sensing of the innate immune system to
Gram-negative bacterial pathogens
Host pattern recognition and sensing of the innate immune system to
Gram-positive bacterial pathogens
Host pattern recognition and sensing of the innate immune system to
fungal pathogens
Circulating Mitochondrial DAMPs
Cause Inflammatory Responses to Injury
Qin Zhang, Mustafa Raoof, Yu Chen, Yuka Sumi, Tolga Sursal,
Wolfgang Junger, Karim Brohi, Kiyoshi Itagaki, and Carl J. Hauser
Nature. 2010 March 4; 464(7285): 104–107.
mitochondria
tissue
injury
Formyl Peptides
Mito-DNA
FPR-1
TLR9
Trauma - Infektion - Sepsis - Schock:
ein sterotypes Reaktionsmuster (SIRS) ?
healthy
post-op wound
local infection
SIRS
local infection with SIRS
blood stream infection
Modulation der Wirtsantwort bei Sepsis:
„The graveyard of pharmaceutical industry“
No. of patients
500
1000
Control
1500
2000
Odds Ratio
intervention
AT III
Bay x 1351 TNF-MAb
rhAPC
Bay x 1351 TNF-MAb
Antril IL-1RA
Antril IL-1RA
95% Confidence
Intervall
BN52021 Anti-PAF
Bay x 1351 TNF-MAb
CPO-127 Anti-Bradykinin
Odds Ratio
P-55 sTNFR
Ibuprofen Anti-Prostaglandin
mod. :
Zeni F. Crit Care Med 1997;25(7):10951997;25(7):10951100
MAK 195F TNF-MAb
BN 5202 Anti-PAF
CPO-127 Anti-Bradykinin
Low-dose Hydrokortison
P-80 sTNFR
MAK 195F TNF-MAb
Antril IL-1RA
CB0006 TNF-MAb
CDP57 TNF-MAb
MAK 195F TNF-MAb
Ibuprofen Anti-Prostaglandin
Ibuprofen
Anti-Prostaglandin
Agent
0,125
0,25
0,5
0,67
1
1.5
Disadvantage No effect
2
4
8
Advantage
Therapieprinzipien
Einfluß auf Prognose
Fokussanierung
(operative Entlastung)
Antibiotika
(so breit wie nötig)
Organunterstützende Therapie
(Beatmung, Kreislaufunterstützung, Dialyse)
Modulation der Wirtsantwort
(Kortikosteroide, aktiviertes Protein C)
von
Hugo Schottmüller
zu
Roger Bone
…und zurück
Sepsis: the role of the pathogen
Vol 351, October 28,2004
Sterblichkeit in Abhängigkeit von der
Antibiose
Appropriate therapy
Rello et al
Inappropriate therapy
Alvarez-Lerma
Ibrahim et al
Luna et al
Garnacho-Montero et al
Vallés et al
0
20
40
60
mortality (%)
80
100
Rello et al. Am J Respir Crit Care Med 1997;156:196–200; Alvarez-Lerma. Intensive Care Med 1996;22:387–394
Ibrahim et al. Chest 2000;118:146–155; Luna et al. Chest 1997;111:676–685
Garnacho-Montero et al. Crit Care Med 2003;31:2742–2751; Vallés et al. Chest 2003;123:1615–1624
Schlüsseldefizit:
Frühe Diagnose!
Pathogen (Bakterien, Pilze)
Resistenzen
Fokus
100 %
Probability for
survival
Share of patients
receiving ABs
80 %
60 %
40 %
20 %
0%
0
0,5
1
2
3
4
5
6
9
12
24
>36
Hours after onset of shock
Kumar et al. CCM 2006
Diagnostik der Infektion
Potenzial und Limitationen
FDG-PET
Breitspektrum Antibiotiose
resultiert in zunehmender
Anzahl multiresistenter Keime
XXL gegen bakterielle
Infektionen
•25.9
Vancomycin/enterococci
•54.5
Methicillin/S. aureus
•
86.7
Methicillin/CNS
•3.2
3rd gen.ceph./E. coli
• 8.9
3rd gen.ceph./K. pneumoniae
•18.5
Imipenem/P. aeruginosa
•23.0
Quinolone/P. aeruginosa
• 20.0
3rd gen.ceph./P. aeruginosa
•36.4
3rd gen.ceph./Enterobacter spp.
0
10
•January–May 1999
1994–1998 (+ standard deviation)
20
30
40
50
60
70
80
90
Resistance (%)
Weinstein. Emerg Infect Dis 2001;7:188–192
We should be measuring genomic
bacterial load and virulence factors
Thiago Lisboa, MD; Grant Waterer, MD, PhD; Jordi Rello, MD, PhD
Crit Care Med 38; 2010: S656-S662
Kulturbasierter Erregernachweis
dauert…
Hunfeld K-P. Anästhesist 2008
Anteil positive Befunde (%)
25
PCR
Blutkultur
20
15
10
5
0
grampositiv
gramnegativ
Pilze
PCR: Einfluß auf die Therapieentscheidung
PCR negative
63.4 %
4.9 %
new antifungal
9.8 %
22 %
new antibiotic
no change in
antimicrobials
Evaluation of a polymerase chain reaction assay for pathogen detection
in septic patients under routine conditions: An observational study; Bloos et al. submitted
Verknüpfung von
Diagnostik & Therapie
„Theragnostik“
Parallelen aus der Inneren Medizin
ECG in AMI
Troponin concentration
Biomarkers in AMI
Reperfusion=prognosis ↑
Occlusion=prognosis ↓
Time (hours)
Sensitivity: 70%
Specifity: 85%
Sensitivity: 85%
Specifity: 100%
PCT – ‚cut off‘ oder ‚dynamic range‘
PCT
(µg/L)
100
Diagnose
Antibiose
Sept. Schock
Schwere Sepsis
10
Sepsis
1
Pneumonie
Bronchitis
kein Infekt
0.1
JA!
ja
nein
NEIN!
0.01
Christ-Crain M et al. SWISS MED WKLY 2005;135:451–460 ·
Procalcitonin to Reduce Antibiotic
Exposure in the Medical ICU –
The ProRata-Trial
Bouadma L et al. Lancet 2010
Procalcitonin to Reduce Antibiotic
Exposure in the Medical ICU –
The ProRata-Trial
Antibiotic Therapy (%)
100
90
80
Control group
Procalcitonin
70
23% less exposure
to antibiotics
p< 0.001
60
50
40
30
20
10
0
0
Bouadma L et al. Lancet 2010
10
20
Days
30
Sepsis – Kinetik von Biomarkern
Aufnahme / DD
Cut off
Prognose
‚downdown-stream‘
stream‘Biomarker
CRP, PCT, LBP
Marker 1
Marker 2
Ansprechen
auf Therapie
TNF
IL-1
IL-6
IL-8
ULN
Pangenomische Analyse des Transkriptoms bei Infektion
- Präklinische Daten (Pneumonie vs. Peritonitis bei Mäusen)
RNA aus Vollblut
RNA aus Milz
Peritonitis 6h
Peritonitis 24h
PROGRESS
Pneumonie 6h
Pneumonie 24h
M. Weber, U. Maus, M. Bauer, unpublished
hyperim mun
Gesunde Person mit MeningokokkenMeningokokken-Sepsis
Alter Patient mit Malnutrition und Divertikulitis
Patient mit Diabetes, chronischem Nierenversagen
und Pneumonie
hypoimm un normal
hypoimmun
Immunstatus
„Sepsis“ - ein Krankheitsbild ?
Erholung
Tod
1
2
3
4
5
6
7
8
Tage
Hotchkiss R, Karl I. N Engl J Med. 2003 (mod.)
The efficacy of anti-inflammatory treatment in sepsis is positively
correlated with the severity of disease
pooled data from APC trials
prospective animal data
Eichhacker et al, 2002, Am J Resp Crit Care Med, 166:1197-1205
Warum “Theragnostik” in der
adjuvanten Sepsistherapie?
AntiAnti-endotoxin Therapy
9 trials; 3057 Patients
AntiAnti-TNF Antibodies
10 Trials; 6821 Patients
ILIL-1ra
3 Trials; 1688 Patients
Intravenous immune globulin
20 Trials; 2621 Patients
Activated Protein C; All Patients
2 Trials 4303 Patients
Activated Protein C; Patients with MOF
2 Trials; 2133 Patients
0.6
0.7
0.8
0.9
Experimental Agent Better
1.0
1.1
1.2
Placebo Better
1.3
Zusammenfassung - Entwicklungen
Diagnostik und Monitoring der Sepsis
Infektion
Sepsis
Markerkombinationen statt
Einzelmarkern
Schwere Sepsis
Zusammenfassung - Entwicklungen
Therapie der Sepsis
Warum Theragnostik in adjuvanten
Sepsistherapie
AntiAnti-endotoxin Therapy
9 trials; 3057 Patients
AntiAnti-TNF Antibodies
10 Trials; 6821 Patients
ILIL-1ra
3 Trials; 1688 Patients
Intravenous immune globulin
20 Trials; 2621 Patients
Activated Protein C; All Patients
2 Trials 4303 Patients
Erregerelimination !!
Activated Protein C; Patients with MOF
2 Trials; 2133 Patients
0.6
0.7
0.8
0.9
Experimental Agent Better
Adjuvante Therapie:
Verknüpfung mit „Biomarkern“
1.0
1.1
1.2
Placebo Better
1.3
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